Формула хларафіла і яго ролю ў працэсе фотасінтэзу

Чаму трава, а таксама лісце на дрэвах і кустах зялёныя? Віной усяму хларафіл. Можна ўзяць трывалую вяроўку ведаў і завязаць з ім моцнае знаёмства.

гісторыя

Правядзем невялікі экскурс у параўнальна недалёкае мінулае. Жозэф Бьенеме Каванту і П'ер Жозэф Пелецье - вось каму трэба паціснуць руку. Мужы навукі пастараліся аддзяліць зялёны пігмент з лісця розных раслін. Старанні ўвянчаліся поспехам ў 1817 годзе.

Пігмент назваць хларафіл. Ад грэцкага chloros - зялёны, і phyllon - ліст. Незалежна ад вышэйсказанага, у пачатку 20 стагоддзя Міхаіл Колер і Рыхард Вильштеттер прыйшлі да высновы: аказваецца, у хларафіл ўваходзіць некалькі кампанентаў.

Закасаўшы рукавы, Вильштеттер узяўся за работу. Ачыстка і крышталізацыя выявілі два кампаненты. Назвалі іх проста, альфа і бэта (а і b). За працы ў поле даследаванні дадзенага рэчыва ў 1915 году яму ўрачыста ўручылі прэмію Нобеля.

У 1940 Ханс Фішэр прапанаваў ўсім свеце канчатковую структуру хларафіла «а». Кароль сінтэзу Роберт Бернс Вудворд і некалькі навукоўцаў з Амерыкі атрымалі ў 1960 годзе штучны хларафіл. Так і прыадчыніліся заслона таямніцы - з'яўленне хларафіла.

хімічныя ўласцівасці

Формула хларафіла, пэўная з дасведчаных паказчыкаў, выглядае так: C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg. У канструкцыю ўваходзіць арганічная дикарбоновая кіслата (хлорофиллин), а таксама спірты метылавы і фитол. Хлорофиллин - гэта металлорганическое злучэнне, якое мае прамое стаўленне да магнийпорфиринам і якое змяшчае азот.

COOH

MgN ₄ OH ₃₀ C ₃₂

COOH

Хларафіл значыцца складаным эфірам з-за таго, што пакінутыя часткі метылавага спірту CH ₃ OH і фитола C ₂₀ H ₃₉ OH замясціць вадарод карбаксільных груповак.

Вышэй размешчана структурная формула хларафіла альфа. Разглядзеўшы яе ўважліва, можна ўбачыць, што ў бэта-хларафіла на адзін атам кіслароду больш, але на два атама вадароду менш (група CHO замест CH _3). Адсюль малекулярная маса альфа-хларафіла ніжэй, чым у бэта.

У сярэдзіне часціцы цікавіць нас рэчывы абгрунтаваўся магній. Ён злучаецца з 4 атамамі азоту пиррольных фармаваньняў. Сістэму элементарных і якія змяняюцца падвойных сувязяў можна назіраць у пиррольных звязках.

Хромофорное фарміраванне, ўдала ўпісваецца ў склад хларафіла - гэта і ёсць N. Яно робіць магчымым убіранне асобных прамянёў сонечнага спектру і яго колер, незалежна ад таго, што днём сонца гарыць, як полымя, а ўвечары падобна на якія цьмеюць вуглі.

Пяройдзем да памерах. Порфириновое ядро ў дыяметры 10 нм, фитольный фрагмент апынуўся доўгай у 2 нм. У ядры хларафіл складае 0,25 нм, між мікрачасціны пиррольных групак азоту.

Хацелася б адзначыць, што атам магнію, які ўваходзіць у склад хларафіла, у дыяметры ўсяго 0,24 нм і практычна цалкам запаўняе вольнае месца паміж атамамі пиррольных груповак азоту, што дапамагае ядру малекулы быць больш моцным.

Можна прыйсці да высновы: з двух складнікаў пад няхітрым назвай альфа і бэта і складаецца хларафіл (a і b).

хларафіл a

Адносная маса малекулы - 893,52. Ствараюць у адгароджаны знаходжанні мікракрышталяў чорнага колеру з блакітным адлівам. Пры тэмпературы 117-120 градусаў Цэльсія яны расплаўляюцца і пераўвасабляюцца ў вадкасць.

У этаноле такія ж хлараформе, у ацэтоне, а яшчэ бензолу раствараюцца ахвотна. Вынікі прымаюць сіне-зялёную афарбоўку і маюць адметную асаблівасць - насычаная чырвоная флуарэсцэнцыі. Дрэнна раствараюцца ў петролейном эфіры. У вадзе не распускаюцца зусім.

Формула хларафіла альфа: C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg. Рэчыва па сваёй хімічнай канструкцыі адносяць да хлоринам. У кольцы да пропионовой кіслаце, а менавіта да яе рэшты, прымацаваны фитол.

Сякія-такія раслінныя арганізмы, замест хларафіла a, ўтвараюць яго аналаг. Тут этильную групу (-CH ₂ -CH ₃₎ ва II пиррольном кальцы змяніла винильная (-CH = CH _2). Такая малекула заключае ў сабе першую винильную групу ў коле адзін, другую ў коле два.

хларафіл b

Формула хларафіла-бэта мае наступны выгляд: C ₅₅ H ₇₀ O ₆ N ₄ Mg. Малекулярны вага рэчыва складае 903. У атама вугляроду C ₃ у пиррольном кальцы два, выяўляецца трохі спірту, пазбаўленага вадароду -HC = O, які валодае жоўтым колерам. Гэта і ёсць адрозненне ад хларафіла a.

Смеем заўважыць, што ў спецыяльных пастаянных частках клеткі, жыццёва важных для яе далейшага існавання Пластыды-хларапластах, знаходзяцца некалькі тыпаў хларафіла.

Хларафіл c і d

У криптомонад, динофлагеллятов, а таксама ў бациллариофициевых і бурых водарасцяў знойдзены хларафіл с. Класічны парфірынаў - вось чым адрозніваецца гэты пігмент.

У багавіння чырвонай афарбоўкі хларафіл d. Некаторыя сумняваюцца ў яго існаванні. Мяркуецца, што ён з'яўляецца толькі прадуктам зводу хларафіла a. На дадзены момант можна ўпэўнена сказаць, што хларафіл з літарай d - гэта асноўны фарбавальнік такіх-сякіх фотасінтэзіруючых пракарыёт.

ўласцівасці хларафіла

Пасля працяглых даследаванняў паўстала доказ, што ў асаблівасцях хларафіла, які знаходзіцца ў расліне і здабытага з яго, заўважаная несхожесть. Хларафіл ў раслінах злучаны з бялком. Пра гэта сведчаць наступныя назірання:

1. Спектр ўбірання хларафіла ў лісце іншы, калі параўнаць яго з дастатым.
2. Чыстым спіртам з высахлых раслін прадмет апісання дастаць нерэальна. Працякае экстракцыя шчасна пры добра увлажненных лісці, альбо варта даліць ў спірт ваду. Менавіта яна разбівае звязаны з хларафілам бялок.
3. Матэрыял, выцягнуты з лісця раслін, хутка руйнуецца пад уплывам кіслароду, канцэнтраванай кіслаты, светлавых прамянёў.

Затое хларафіл ў раслінах устойлівы да ўсяго вышэйпералічанага.

хларапласты

У раслінах хларафіла змяшчаецца 1% ад сухога рэчыва. Знайсці можна ў адмысловых арганэл клеткі - Пластыды, што паказвае нераўнамернае размеркаванне яго ў расліне. Пластыды клетак, афарбаваныя ў зялёны колер і маюць у сабе хларафіл, маюць назву хларапласты.

Колькасць H ₂ O ў хларапластах вагаецца ад 58 да 75%, змесціва сухога рэчыва складаецца з бялкоў, ліпідаў, хларафіла і кароціноіды.

функцыі хларафіла

Дзіўнае падабенства выявілі навукоўцы ў прыладзе малекул хларафіла і гемаглабіну - галоўнага дыхальнага кампанента чалавечай крыві. Адрозненне складаецца ў тым, што ў клешневидном злучэнні пасярэдзіне ў пігментаў расліннага паходжання размешчаны магній, а ў гемаглабіне - жалеза.

У ходзе фотасінтэзу расліннасць планеты паглынае вуглякіслы газ, вылучае кісларод. Вось яшчэ адна выдатная функцыя хларафіла. Па дзейнасці яго можна параўнаць з гемаглабінам, але аб'ём ўздзеяння на чалавечы арганізм некалькі больш.

Хларафіл - гэта раслінны пігмент, адчувальны да святла і пакрыты зялёным колерам. Далей ідзе фотасінтэз, пры якім яго мікрачасціны ператвараюць энергію сонца, паглынае клеткамі раслін, у хімічную энергію.

Можна прыйсці да наступных спекуляцый, што фотасінтэз - гэта працэс пераўтварэння энергіі сонца. Калі давяраць сучасным звестках, заўважана, што праходжанне сінтэзу арганічных рэчываў з газу вуглякіслага і вады з выкарыстаннем светлавой энергіі раскладзена на тры этапы.

этап №1

Дадзеная фаза вяршыцца ў працэсе фотахімічных распаду вады, пры садзейнічанні хларафіла. Адзначаецца вылучэнне малекулярнага кіслароду.

этап №2

Тут назіраецца некалькі акісляльна-аднаўленчых рэакцый. У іх бяруць актыўны садзейнічанне цытахром і іншыя пераносчыкі электронаў. Рэакцыя адбываецца за кошт светлавой энергіі, пераноснай электронамі ад вады на NADPH і утваральнай ATP. Тут запасіцца светлавая энергія.

этап №3

Ужо ўтварыліся NADPH і ATP пускаюцца ў ход для пераўтварэння вуглякіслага газу ў вуглявод. Паглынутая энергія святла ўдзельнічае ў рэакцыях 1 і 2 этапаў. Рэакцыі апошняга, трэцяга, адбываюцца без удзелу святла і называюцца темновых.

Фотасінтэз - гэта адзіны біялагічны працэс, які праходзіць з узрастаннем свабоднай энергіі. Наўпрост ці ўскосна забяспечвае даступнай хімічнай прадпрымальнасцю якія жывуць на зямлі двухногіх, крылатых, бяскрылых, чацвераногіх і іншыя арганізмы.

Гемаглабін і хларафіл

Малекулы гемаглабіну і хларафіла маюць складаную, але ў той жа час падобную атамарнага структуру. Агульным у іх будынку з'яўляецца профин - кальцо з маленькіх колцаў. Адрозненне заўважана ў отросточках, далучаных да профину, і ў атамах, размешчаных усярэдзіне: атам жалеза (Fe) у гемаглабіну, у хларафіла магній (Mg).

Хларафіл і гемаглабін па будынку падобныя, але фармуюць розныя бялковыя структуры. Вакол атама магнію сфарміраваны хларафіл, вакол жалеза - гемаглабін. Калі ўзяць малекулу вадкага хларафіла і адлучыць фитольный хвост (20 вугляродных ланцуг), памяняць атам магнію на жалеза, то зялёны колер пігмента стане чырвоным. У выніку - гатовая малекула гемаглабіну.

Засвойваецца хларафіл лёгка і хутка, дзякуючы менавіта такому падабенстве. Добра падтрымлівае арганізм пры кіслародным галаданні. Насычае кроў патрэбнымі мікраэлементамі, адсюль яна лепш транспартуе найважнейшыя для жыцця рэчывы да клетак. Адбываецца своечасовы выкід адпрацаваных матэрыялаў, таксінаў, адходаў, якія ўзнікаюць у выніку натуральнага абмену рэчываў. Мае ўздзеянне на спячыя лейкацыты, абуджаючы іх.

Апісваны герой без страху і папроку абараняе, умацоўвае мембраны клеткі, дапамагае аднавіцца злучальнай тканіны. Да заслуг хларафіла можна аднесці хуткае гаенне язваў, розных ран і эрозій. Паляпшае імунную працу, выдзелена здольнасць купіраваць паталагічныя парушэнні малекул ДНК.

Станоўчая тэндэнцыя пры лячэнні інфекцыйных і прастудных захворванняў. Гэта не ўвесь спіс добрых спраў разгледжанага рэчывы.